Name: a novel surgical technique as a foundation for in vivo partial liver engineering in rat
Uploaded: 2018-10-06T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat at JoVE.com

Forfatterne vil gerne takke Jens Geiling af anatomisk Institut I, Jena University Hospital, til at producere de skematiske tegninger af rotte lever anatomi.

Boliger og alle procedurer udføres var i overensstemmelse med tyske dyrevelfærdslovgivningen. Alle gaze, dækker tøj og kirurgiske instrumenter er autoklaveres og forberedt før operationen. Alle procedurer udføres under sterile forhold.
1. forberedelse af Rat til den kirurgiske Procedure
<ol><li>Placere rotten i en induktion kammer og bedøver rotte med 4% fordampet isofluran og 100% ilt på 0,5 L/min i ca 3 min., indtil rotten er helt bedøvede.</li>
	<li>Tage rotten ud af induktion ka...

<ol>
	<li>Kim, W. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=OPTN+/+SRTR+2016+Annula+Data+Report:+Liver.">OPTN / SRTR 2016 Annula Data Report: Liver.</a> American Journal of Transplantation. Suppl. 1, 172-253 (2018).</li><li>Palakkan, A. A., Hay, D. C., Anil Kumar, P. R., Kumary, T. V., Ross, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liver+tissue+engineering+and+cell+sources:+issues+and+challenges.">Liver tissue engineering and cell sources: issues and challenges.</a> Liver International. 33, 666-676 (2013).</li><li>Hynes, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+extracellular+matrix:+not+just+pretty+fibrils.">The extracellular matrix: not just pretty fibrils.</a> Science. 326, 1216-1219 (2009).</li><li>Flaim, C. J., Chien, S., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+extracellular+matrix+microarray+for+probing+cellular+differentiation.">An extracellular matrix microarray for probing cellular differentiation.</a> Nature Methods. 2, 119-125 (2005).</li><li>Wells, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+matrix+stiffness+in+regulating+cell+behavior.">The role of matrix stiffness in regulating cell behavior.</a> Hepatology. 47, 1394-1400 (2008).</li><li>Ren, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+two+decellularization+methods+in+the+development+of+a+whole-organ+decellularized+rat+liver+scaffold.">Evaluation of two decellularization methods in the development of a whole-organ decellularized rat liver scaffold.</a> Liver International. 33, 448-458 (2013).</li><li>Yagi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human-scale+whole-organ+bioengineering+for+liver+transplantation:+a+regenerative+medicine+approach.">Human-scale whole-organ bioengineering for liver transplantation: a regenerative medicine approach.</a> Cell Transplantation. 22, 231-242 (2013).</li><li>Jiang, W. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryo-chemical+decellularization+of+the+whole+liver+for+mesenchymal+stem+cells-based+functional+hepatic+tissue+engineering.">Cryo-chemical decellularization of the whole liver for mesenchymal stem cells-based functional hepatic tissue engineering.</a> Biomaterials. 35, 3607-3617 (2014).</li><li>Uygun, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ+reengineering+through+development+of+a+transplantable+recellularized+liver+graft+using+decellularized+liver+matrix.">Organ reengineering through development of a transplantable recellularized liver graft using decellularized liver matrix.</a> Nature Medicine. 16, 814-820 (2010).</li><li>Baptista, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+whole+organ+decellularization+for+the+generation+of+a+vascularized+liver+organoid.">The use of whole organ decellularization for the generation of a vascularized liver organoid.</a> Hepatology. 53, 604-617 (2011).</li><li>Bruinsma, B. G., Kim, Y., Berendsen, T. A., Yarmush, M. L., Uygun, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Layer-by-layer+heparinization+of+decellularized+liver+matrices+to+reduce+thrombogenicity+of+tissue+engineered+grafts.">Layer-by-layer heparinization of decellularized liver matrices to reduce thrombogenicity of tissue engineered grafts.</a> Journal of Clinical and Translational Research. 1 (1), (2015).</li><li>Park, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decellularized+Liver+Extracellular+Matrix+as+Promising+Tools+for+Transplantable+Bioengineered+Liver+Promotes+Hepatic+Lineage+Commitments+of+Induced+Pluripotent+Stem+Cells.">Decellularized Liver Extracellular Matrix as Promising Tools for Transplantable Bioengineered Liver Promotes Hepatic Lineage Commitments of Induced Pluripotent Stem Cells.</a> Tissue Engineering Part A. 22, 449-460 (2014).</li><li>Ko, I. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioengineered+transplantable+porcine+livers+with+re-endothelialized+vasculature.">Bioengineered transplantable porcine livers with re-endothelialized vasculature.</a> Biomaterials. 40, 72-79 (2015).</li><li>Bao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+of+a+portal+implantable+functional+tissue-engineered+liver+using+perfusion-decellularized+matrix+and+hepatocytes+in+rats.">Construction of a portal implantable functional tissue-engineered liver using perfusion-decellularized matrix and hepatocytes in rats.</a> Cell Transplantation. 20, 753-766 (2011).</li><li>Pan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-vivo+organ+engineering:+Perfusion+of+hepatocytes+in+a+single+liver+lobe+scaffold+of+living+rats.">In-vivo organ engineering: Perfusion of hepatocytes in a single liver lobe scaffold of living rats.</a> The International Journal of Biochemistry &amp; Cell Biology. 80, 124-131 (2016).</li><li>Madrahimov, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marginal+hepatectomy+in+the+rat:+from+anatomy+to+surgery.">Marginal hepatectomy in the rat: from anatomy to surgery.</a> Annals of Surgery. 244, 89-98 (2006).</li><li>Mussbach, F., Settmacher, U., Dirsch, O., Dahmen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioengineered+Livers:+A+New+Tool+for+Drug+Testing+and+a+Promising+Solution+to+Meet+the+Growing+Demand+for+Donor+Organs.">Bioengineered Livers: A New Tool for Drug Testing and a Promising Solution to Meet the Growing Demand for Donor Organs.</a> European Surgical Research. 57, 224-239 (2016).</li><li>Mussbach, F., Settmacher, U., Dirsch, O., Dahmen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liver+engineering+as+a+new+source+of+donor+organs:+A+systematic+review.">Liver engineering as a new source of donor organs: A systematic review.</a> Der Chirurg. 87, 504-513 (2016).</li><li>Xie, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+of+systemic+and+hepatic+hemodynamic+parameters+in+mice.">Monitoring of systemic and hepatic hemodynamic parameters in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (92), e51955 (2014).</li><li>Zhou, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decellularization+and+Recellularization+of+Rat+Livers+With+Hepatocytes+and+Endothelial+Progenitor+Cells.">Decellularization and Recellularization of Rat Livers With Hepatocytes and Endothelial Progenitor Cells.</a> Artificial Organs. 40, E25-E38 (2016).</li><li>Yagi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human-scale+whole-organ+bioengineering+for+liver+transplantation:+a+regenerative+medicine+approach.">Human-scale whole-organ bioengineering for liver transplantation: a regenerative medicine approach.</a> Cell Transplantation. 22, 231-242 (2013).</li><li>Otsuka, H., Sasaki, K., Okimura, S., Nagamura, M., Nakasone, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micropatterned+co-culture+of+hepatocyte+spheroids+layered+on+non-parenchymal+cells+to+understand+heterotypic+cellular+interactions.">Micropatterned co-culture of hepatocyte spheroids layered on non-parenchymal cells to understand heterotypic cellular interactions.</a> Science and Technology of Advanced Materials. 14, 065003 (2013).</li><li>Bale, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+coculture+strategies+for+primary+hepatocytes+and+liver+sinusoidal+endothelial+cells.">Long-term coculture strategies for primary hepatocytes and liver sinusoidal endothelial cells.</a> Tissue Engineering Part C: Methods. 21, 413-422 (2015).</li><li>Wu, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimizing+perfusion-decellularization+methods+of+porcine+livers+for+clinical-scale+whole-organ+bioengineering.">Optimizing perfusion-decellularization methods of porcine livers for clinical-scale whole-organ bioengineering.</a> BioMed Research International. , 785474 (2015).</li><li>Barakat, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+decellularized+porcine+liver+for+engineering+humanized+liver+organ.">Use of decellularized porcine liver for engineering humanized liver organ.</a> Journal of Surgical Research. 173 (1), e11-e25 (2012).</li><li>Navarro-Tableros, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recellularization+of+rat+liver+scaffolds+by+human+liver+stem+cells.">Recellularization of rat liver scaffolds by human liver stem cells.</a> Tissue Engineering Part A. 21 (11-12), 1929-1939 (2015).</li></ol>

Ved at blokere og cannulating venstre portal vene med et kateter som en væske indtag og venstre lateral leverens vene med en anden kateter som en væske outlet, genereret vi med succes en i vivo væske bypass i venstre laterale lap, der angiver, at selv om teknikken er meget udfordrende på grund af den lille størrelse af fartøjer til cannulation og en høj risiko for at forårsage blødning, er det muligt. Selv rotter gennemgår en lang perfusion periode på 4 timer overlevede mindst 1 uge, viser, at rottern...

Indikationer for organtransplantation konstant ekspanderende. Derimod er orgel donation priser og generelle kvalitet af organer faldende, hvilket fører til en stigende efterspørgsel efter podninger. Antallet af ansøgere, der er føjet til levertransplantation venteliste fortsatte med at stige (f.eks.i USA, 11,340 patienter blev tilføjet i 2016, sammenlignet med 10,636 i 2015)1. Trods betydelige bestræbelser opfylder antallet af tilgængelige organer ikke kliniske behov. På grund af den øgede forekomst af leversygdom, mange patienter med slutstadiet leversygdomme dø på hårtransplantation venter liste før en donor organ bliver tilgængelig. For at imødekomme den store efterspørgsel efter donor lever grafts, forfulgt alternative metoder ved hjælp af levervævet engineering principper bliver aktivt2. I dag, kunne en nyudviklet biologiske teknik af leveren engineering potentielt overvinde denne mangel.
Leveren engineering består af to trin: generation af en acellulær stillads, efterfulgt af en genindsættelse af skafottet. For at opnå en biologisk acellulær lever stillads, er eksplanterede leveren perfunderet via det vaskulære system med ioniske eller nonionisk vaskemidler, der kan fjerne det cellulære materiale fra leveren. I de fleste tidligere undersøgelser, blev en biologisk acellulær lever stillads opnået ved perfusion af leveren med en kombination af dodecyl natriumsulfat og TritonX100. Som et resultat, blev alle celler fjernet, mens strukturen i den ekstracellulære matrix blev opretholdt. Orgel stilladser var tilsås med modne celler, hepatocellulært, samt endotel cellelinjer og primære hepatocytter med eller uden samtidige anvendelse i endothelial celler eller mesenchymale stamceller (MSC). De fleste forskere fokus på ex vivo lever engineering3,4,5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14. Men i de fleste tidligere undersøgelser, kun små stykker af genopbyggede stillads kuber blev transplanteret ind i forskellige heterotopisk implantation websteder. I et par undersøgelser, blev delvis genopbyggede stilladser transplanteret som hjælpeansatte transplantat. Maksimal indberettet overlevelsestid var dog kun 72 h8,14. Så vidt vi ved, har orthotopic transplantation af en genopbyggede fuld lever graft endnu ikke er udført eller offentliggjort om. Den langsigtede funktion og transplantation af manipuleret organer er stadig i deres vorden. Derfor, en alternativ tilgang til ex vivo lever engineering er nødvendig.
In vivo lever engineering kan udgøre et alternativ til at studere hepatisk genindsættelse fysiologiske betingelser. Fordelene i vivo lever engineering i forhold til ex vivo lever teknik er mangfoldige. I vivo genbefolket delvis lever stillads er udsat for fysiologiske blod perfusion med rette temperatur, tilstrækkelig ilt, næringsstoffer og vækstfaktorer i modsætning til ex vivo perfusion med kunstige næringssubstratet. Desuden fastholder resterende delvis normale leveren den hepatiske funktion, hovedsagelig tillader langsigtede overlevelse. Da en indopererede ex vivo manipuleret lever graft er stadig ikke i stand til at opretholde den langsigtede overlevelse af forsøgsdyr ved sin leverfunktionen8, vi forestiller at i vivo delvis lever engineeringwould i sidste ende blive en lovende model til yderligere undersøge udviklingen af manipuleret lever med længere overlevelse observationer end ex vivo.
En forskningsgruppe (Pan og kolleger) fremlagde for nylig, for første gang, en teknik, i vivo leveren engineering15. De opnåede den isolerede perfusion af lige ringere lever lap i levende rotter trods anatomiske og tekniske udfordringer. De rapporterede de første intraoperativ resultater af i vivo genindsættelse ved hjælp af en rotte primære hepatocyt cellelinje. Men, i vivo kirurgisk perfusion model af Pan et al. har ulemper. De opnåede single lever lap perfusion i rotter på bekostning af helt blokere portalen vene og ringere vena cava, som kan forårsage alvorlig skade for dyret. De eksperimentelle rotter blev ofret efter kun 6 timers intraoperativ observationstidspunkt. Derfor, i vivo lever lap perfusion teknik skal yderligere forbedring at opnå postoperative overlevelse.
Vi udviklede en roman overlevelse model for i vivo lever lap perfusion, baseret på tidligere undersøgelser af hepatisk anatomi af rotte16, Vena cannulation teknik til hæmodynamiske overvågning i mus17, og leveren bioteknologi 18 , 19. de vigtigste skridt under proceduren er illustreret i figur 1A - 1E.
Denne teknik egner sig til dem, der ønsker at bruge denne eksperimentelle i vivo perfusion model til grundforskning på delvis orgel behandling af infusion med narkotika, i vivo decellularization som en kemisk resektion for orgel sygdomme (f.eks. , leverkræft), i vivo cellekultur i en decellularized matrix sammenligne ex vivo todimensional og tredimensional celle kultur systemer20,21,22,23 , 24 , 25 , 26og i vivo lever engineering af decellularization og genoprettelse af bestanden.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:605px;" width="606">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Perfusion Pump</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Perfusor VI</td>
			<td colspan="2">B. Braun, Melsungen</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Catheter</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Versatus-W&#160; Catheter</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SR+DU2419PX</td>
			<td>24G, 0.74&#215;19mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Versatus-W&#160; Catheter</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SR+DU2225PX</td>
			<td>22G, 0.9&#215;25mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro surgical instrument</td>
			<td></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro scissors</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 14058-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro serrefine</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No.18055-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micro clamps applicator</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 18057-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Straight micro forceps</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 00632-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Curved micro forceps</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 00649-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro needle-holder</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;">No. 12061-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">general surgical instruments</td>
			<td></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">standard sissors</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">mosquito clamp</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">serrated forcep</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">teethed forcep</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">needle-holder</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">suture</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">4-0 prolene</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">4-0 ETHICON*II</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">6-0 silk</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">11-0 polyamide</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel surgical technique as a foundation for in vivo partial liver engineering in rat

Orgel engineering er en roman strategi til at generere leveren orgel erstatninger, der potentielt kan bruges i transplantation. For nylig, i vivo lever engineering, herunder i vivo orgel decellularization efterfulgt af genindsættelse, er der opstået som en lovende tilgang over ex vivo lever engineering. Postoperative overlevelse var dog ikke nået. Formålet med denne undersøgelse er at udvikle en roman kirurgisk teknik, i vivo selektiv lever lap perfusion i rotter som en forudsætning for i vivo lever engineering. Vi skaber et kredsløb bypass kun gennem den venstre laterale lap. Derefter, venstre lateral lap er perfunderet med heparinized saltvand. Eksperimentet udføres med 4 grupper (n = 3 rotter pr. gruppe) baseret på forskellige perfusion gange 20 min, 2 h, 3 h og 4 h. overlevelse samt makroskopisk synlig ændring af farve og histologisk bestemt fraværet af blodlegemer i den portalen triad og sinusoids, er taget som en indikator for en vellykket model etablering. Efter selektiv perfusion af venstre laterale lap observerer vi, at venstre laterale lap, faktisk, vendte fra rød til svagt gul. I en histologisk vurdering er ingen blod celler synlige i grenen af Vena, central venen og sinusoids. Den venstre laterale lap bliver rødt efter genåbningen de blokerede fartøjer. 12/12 rotter overlevede proceduren for mere end en uge. Vi er de første til at rapportere en kirurgisk model for i vivo single lever lap perfusion med en lang overlevelse periode på mere end en uge. I modsætning til den tidligere offentliggjorte rapport, de vigtigste fordel af teknikken præsenteret her er der perfusion af 70% af leveren fastholdes under hele proceduren. Oprettelsen af denne teknik giver et fundament for i vivo delvis lever engineering i rotter, herunder decellularization og recellularization.

Tolv mand (alderen 12 - 13 uger) Lewis rotter blev brugt til at vurdere effekten af selektiv lever lap perfusion. Eksperimentet blev udført i fire grupper (n = 3 rotter pr. gruppe). Bruger forskellige perfusion perioder på 20 minutter, opnået 2 timer, 3 timer og 4 timer, efter de trin, der beskrives ovenfor, vi med held i vivo enkelt lap perfusion.
In Vivo Perfusion af venst...

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat at JoVE.com

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

En ny kirurgisk teknik som et fundament for In Vivo delvis lever ingeniør i rotten

Vi etablere en ny kirurgisk teknik for en i vivo single lever lap perfusion model i rotte som en forudsætning for videre studier i vivo delvis leveren engineering i fremtiden.

Organ engineering is a novel strategy to generate liver organ substitutes that can potentially be used in transplantation. Recently, in vivo liver ...

I løbet af de sidste par år, leverteknik er blevet et varmt emne rundt om i verden på grund af det potentiale for at generere transplantation stand levertransplantationer. Men levedygtige langsigtede funktion og transplantation af manipulerede organer er stadig en vision for fremtiden. For nylig in-vivo leverlap overflod er blevet en lovende strategi for at starte leverteknik.En stor fordel ved denne teknik er, at in-vivo genbefolket delvis lever stillads udsat scatological blod overflod. Dette giver stilladset med den rette temperatur, tilstrækkelig ilt, næringsstoffer og vækstfaktorer i modsætning til ex-vivo overflod med kunstig kultur medium. En anden fordel er, at de resterende lever opretholder leverfunktion og dermed primært giver langsigtet overlevelse.Men in-vivo enkelt lap overflod model er teknisk udfordrende og postoperativ overlevelse er endnu ikke opnået. Her vil vi præsentere en anden kirurgisk model med langsigtet overlevelse som et fundament for yderligere in-vivo enkelt lever lap engineering. Før vi demonstrerer den kirurgiske model, vil vi gerne give en kort introduktion til rottelever anatomi.For at etablere vores enkelt leverlap overflod model valgte vi den venstre laterale lap. Dette er den eneste leverlap med en særskilt vaskulær forsyning og dræning gør det muligt at skabe en bypass. Dette er en 3-D rekonstruktion af portalen venøse system i rotte.Vores fokus her er på venstre portal vene, som senere vil tjene som den flydende indløb. Dette er en 3D rekonstruktion af det hepatiske venøse system i rotte. Her er vores fokus på venstre laterale levervene, som senere vil tjene som en væskeudtag.Denne illustration af levervaskulær anatomi fremhæver de vaskulære adgangspunkter, der anvendes til ud delvis perfusion model. Denne animation illustrerer ordningen med at generere in-vivo venstre lateral leverlap perfusion model. For at etablere den kirurgiske model vil vi generere et kredsløb bypass inden for venstre lateral lap.Til dette formål er vi nødt til at blokere følgende fartøjer venstre portal vene, venstre leverpulsåren, venstre galdegang, venstre median protal vene, leverpulsåren og galdegang, og venstre laterale levervene. Så er vi nødt til at cannulate venstre portal vene med en 24 gag kateter. Bagefter er den venstre laterale levervene kannulateret ved hjælp af et 22 gage kateter.Så kateteret i venstre portal vene er forbundet til en perfusion pumpe. Tør gaze er placeret ved udløbet af kateteret i venstre laterale levervene til at absorbere spildevand. På denne måde oprettes der en bypass.Derefter perfunderes den venstre laterale lap med hepariniseret saltvand med en strømningshastighed på 0,5 milliliter i minuttet. Fysiologisk perfusion til venstre lateral lap er genoprettet efter genåbning af blokerede fartøjer. Nu er den kirurgiske perfusion model er etableret.Alle procedurer demonstreret i denne video blev vurderet og godkendt af de lokale myndigheder. Operationen inden for maven desinficeres med tre runder af jod tinktur efterfulgt af to runder af 70% alkohol. Steril gaze er placeret på maven forlader kun operation feltet udsat.En tværgående snit er lavet på bugvæggen af rotten. En 4-0 prolene sutur bruges til at fastsætte xiphoid processen og trække den mod hovedet. Begge sider af de øvre bugvægge er trukket tilbage ved hjælp af to subcoastal kroge for at nå fuld eksponering af orglet.Så kan vi se leverflipperne. Her er den venstre laterale lap, som bruges til selektiv perfusion. Vi dækker duodenum og tyndtarmen i bughulen med fugtet gaze til æggeformet tørhed.Vi udsætter hilum af leveren ved at løfte op median lapper med fugtet gaze. Rotten er placeret under et sterilt mikroskop. Vi dissekerer venstre portalvene.Vi derefter ligate venstre protal vene med en 6-0 silke sutur. Den venstre leverpulsåre, venstre galdegang, samt venstre median portal vene, venstre median leverpulsåren, og venstre median galdegang er blokeret ved hjælp af mikro-klemmer. Vi blokerer venstre laterale levervene med mikroklemmer i bunden af venstre laterale lap.For at skabe den flydende indløb, stilken af portalen vene er punkteret med en 24 gage nål bolig kateter. Men kateteret er ikke indsat. Vi fjerner derefter nålen fra kateteret og forbinder kateteret til en perfusionspumpe.For at udvise luft fra røret og kateteret gennemgår vi med hepariniseret saltvand i et minut. Så tænder vi for pumpen. Dernæst indsættes nålefrie kateter, som nu er forbundet til perfusionspumpen, i venstre portalvene.På denne måde minimerer vi manipulationer af det kanylede fartøj. Her er en udsat region af venstre lateral levervene vi kommer til at cannulate på en lignende måde. Først skaber vi et drænhul i venstre laterale levervene ved at punktere den med en 22 gage eller 24 gage nål bolig kateter.Vi anbefaler, at kateteret er lidt mindre end beholderen. Vi begynder derefter at gennemgå den venstre laterale lap med hepariniseret saltvand med en strømningshastighed på 0,5 milliliter i minuttet. Den udstrømmende spildevand absorberes med gaze.For at minimere intraabdominal forurening med spildevand vi genindsætte nålen gratis kateter i venstre laterale levervene. Således cannulated venstre lateral levervene fungerer som en væskeudtag. Vi fortsætter perfusing venstre lateral lap med heparinized saltvand.Blodig væske kan ses dryppe fra stikkontakten. Pilen angiver, at venstre lateral lap blev gul under perfusion med hepariniseret saltvand. Ved afslutningen af perfusion tages katetrene ud af karrene.Dræning åbning på venstre laterale levervene er lukket med en enkelt 11-0 pollumit sutur. Indløbsåbningen på venstre portalven er også lukket med en 11-0 pollumitsutur. Re perfusion starter med tilbageløb fra suprahepatic vena cava efter fjernelse af klemmen på venstre laterale leveråre.Fysiologiske perfusion er yderligere genoprettet efter fjernelse af klemmen fra venstre leverpulsåren og galdegang, samt venstre median vaskulære strukturer. Komplet re perfusion opnås efter genåbning af venstre portal vene som angivet ved en farveændring til mørkerød. Perfusion af venstre senere lap.Den hvide pil i dette billede indikerer, at målet leverlap faktisk var selektivt perfunderet. Her viser de hvide pile, at de resterende lapper, som repræsenterer omkring 70% af leveren, beholdt fysiologisk perfusion gennem hele proceduren. Re perfusion af venstre lateral lap.Her indikerer den røde pil, at den venstre sidelap er fysiologisk refunderet efter genåbning af de blokerede fartøjer. Den blå pil viser, at den venstre median lap vedvarende iskæmi. Den selektivt perfunderes venstre lateral lap blev histologisk undersøgt ved hjælp af H E farvning.Figur A viser, at i perfunderes venstre lateral lap ingen blodlegemer kan påvises i grenen af portalen vene og sinusoider. Som forventet røde blodlegemer er synlige i grenen af leverpulsåren. I figur B tjener den ringere caudate lap som kontrol.Blodlegemer er klart synlige og grene af protal vene og leverpulsåren samt sinusoids. Figur C viser, at der i den perfunderes venstre laterale lap er ingen blodlegemer synlige i den centrale vene. I modsætning hertil viser figur D, at i kontrol ringere caudat lap blodlegemer er synlige i den centrale vene.Vi opnåede en overlevelsesrate på 100 % en uge i 12 på hinanden følgende procedurer. Vi sammenlignede vores in vivo leverlap perfusion model med modellen af Pan og kolleger. De vigtigste forskelle i metode og resultater mellem Pan og vores gruppe er: de valgte den rigtige ringere lap, mens vi valgte den venstre laterale lap som mål leverlap; de blokerede vena cava og hovedportal vene, der fører til portal hypertension.I modsætning hertil fastholdt vi portal perfusion af 70% af leveren, de ofrede rotterne inter operative, mens vores en uge overlevelsesrate er 100% Fordelene ved vores nye kirurgiske model er: at det er teknisk udfordrende, men muligt, og at det er veltolereret som det fremgår af 100% overlevelsesrate. Men en begrænsning er, at den venstre median lap vedvarende iskæmi på grund af blokering af portalen vene. Potentielle anvendelser af vores teknik omfatter: der kan bruges til in-vivo delvis organbehandling ved perfusion med narkotika;in-vivo delvis organdecellularisering som kemisk resektion;in-vivo cellekultur system i sammenligning med ex-vivo;og in-vivo leverteknik.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Cellular Lipid Extraction for Targeted Stable Isotope Dilution Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Analysis

Cellular Lipid Ekstraktion for målrettet stabile isotoper Fortynding Liquid Chromatography-massespektrometri Analyse

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including ...

Engineering a Bilayered Hydrogel to Control ASC Differentiation

Bearbejdning af et dobbeltlag Hydrogel at styre ASC differentiering

Natural polymers over the years have gained more importance because of their host biocompatibility and ability to interact with cells in vitro and in ...

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Virale Nanopartikler for<em&gt; In vivo</em&gt; Tumor Imaging

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being ...

Density Gradient Multilayered Polymerization (DGMP): A Novel Technique for Creating Multi-compartment, Customizable Scaffolds for Tissue Engineering

Density Gradient Multilayered Polymerization DGMP: A Novel Technique for Creating Multi-compartment, Customizable Scaffolds for Tissue Engineering

Densitetsgradient flerlags Polymerisation (DGMP): En ny teknik til at skabe Multi-rum, Customizable stilladser til Tissue Engineering

Complex tissue culture matrices, in which types and concentrations of biological stimuli (e.g. growth factors, inhibitors, or small molecules) or matrix ...

Skin Tattooing As A Novel Approach For DNA Vaccine Delivery

Hud tatovering som en ny tilgang til DNA Vaccine Delivery

Nucleic acid-based vaccination is a topic of growing interest, especially plasmid DNA (pDNA) encoding immunologically important antigens. After the ...

Fluorescence-quenching of a Liposomal-encapsulated Near-infrared Fluorophore as a Tool for In Vivo Optical Imaging

Fluorescence-quenching of a Liposomal-encapsulated Near-infrared Fluorophore as a Tool for In Vivo Optical Imaging

Fluorescens-quenching af et liposomalt indkapslet Near-infrarøde fluorofor som et værktøj til<em&gt; In Vivo</em&gt; Optisk Imaging

Optical imaging offers a wide range of diagnostic modalities and has attracted a lot of interest as a tool for biomedical imaging. Despite the enormous ...

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

Kirurgisk Teknik for implantation af manipuleret væv kargrafter og efterfølgende<em&gt; In Vivo</em&gt; Overvågning

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large ...

Production, Characterization and Potential Uses of a 3D Tissue-engineered Human Esophageal Mucosal Model

Produktion, karakterisering og potentielle anvendelse af en 3D-Tissue-manipuleret humant Esophageal Mucosal Model

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore ...

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

Tissue Engineering af Intrinsic Vaskularisering i en<em&gt; In vivo</em&gt; Tissue Engineering Chamber

In reconstructive surgery, there is a clinical need for an alternative to the current methods of autologous reconstruction which are complex, costly and ...